Наука и комары: поле битвы – Земля (часть первая)

Первая часть статьи, посвященной новейшим научным разработкам в области трансгенной инженерии, позволяющей бороться с увеличением популяции комаров – распространителей смертельно-опасных вирусов.

В начале XXI века генетики Оксфордского университета под руководством профессора Люка Алфея (Luke Alphey) получили трансгенную линию комаров A.Aegypti OX513A. Линия содержит летальный ген tTAV (вариант активатора транскрипции, подавляемый тетрациклином). В лаборатории личинки комаров развиваются в воде, в которую добавляют тетрациклин. Антибиотик блокирует активность tTAV, благодаря чему комары нормально живут и размножаются.

В естественных условиях, без антибиотика, ген начинает работать, его продукт препятствует синтезу других белков клетки, при этом усиливает экспрессию собственного гена tTAV, и количество белка лавинообразно возрастает. Огромное количество tTAV блокирует транскрипционную машинерию, и насекомое погибает. Стабильная конструкция сохраняется уже в 200-м поколении трансгенных A.aegypti. Основное преимущество метода заключается в том, что его действие направлено не на всех насекомых в округе, а на один конкретный вид.

Трансгенная линия комаров также содержит флуоресцентный маркер DsRed — белок, свечение которого хорошо заметно при просмотре через определенные фильтры. Он позволяет легко отличать диких насекомых от трансгенных.

В лаборатории трансгенных личинок сортируют вручную: самцы и самки существенно различаются по размеру. В естественную среду обитания выпускают только самцов. Они не способны передавать вирусы, поскольку не кусаются.  Зато они стремятся к спариванию и оплодотворяют диких самок, передавая потомству смертельный ген. Личинки погибают, не достигнув зрелости, сами трангенные самцы также гибнут.

Несколько лет назад компания Oxitec, которую основал Люк Алфей, занялась реализацией программы FriendlyTM Aedes. Первый эксперимент с выпуском трансгенных комаров на волю прошел в 2009 году на Каймановых островах, и показал отличные результаты. На участке площадью 0,16 км2 популяция диких комаров сократилась на 96%.

Затем компания провела успешные испытания в Панаме и Малайзии. Настал черед Бразилии, где ситуация с распространением лихорадки Денге близка к критичной. Только в 2015 году вирус поразил около полутора миллионов бразильцев, а вскоре страна столкнулась участившимися случаями заражения вирусом Зика.

В сотрудничестве с Университетом Сан-Паулу трансгенных комаров в 2011–2013 годах выпускали в бразильском штате Баия (Bahia); за это время численность диких A.aegypti сократилась по крайней мере на 90%. В середине 2016 года программу FriendlyTM Aedes развернули в районе Сан-Иуда (São Judas) и всего за полгода добились сокращения численности диких личинок на 78%.

В бразильском городке Пирасикаба (Piracicaba) площадь выпуска составила 12 км2, на этой территории проживает около 60 тыс. человек. 30 марта 2017 года Oxitec и администрация Пирасикабы сообщили, что второй год подряд численность личинок диких комаров сокращается более чем на 80% по сравнению с необработанной зоной, при том что количество FriendlyTM Aedes, выпущенных в 2016 году, было на 59% ниже, чем годом ранее.

Специалисты компании собираются расширить зону действия программы, и почти в 30 раз увеличить производство трансгенных личинок. Сейчас бразильская комариная ферма Oxitec производит до 4 млн личинок в неделю.

По материалам библиотеки научно-популярного проекта Элементы большой науки.

Фото: Люк Алфей — основатель Oxitec, источник www.epo.org